重庆大学研究生化工原理考试.docx

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重庆大学研究生化工原理考试

一．填空题（20分，每空一分）

1.流体流动阻力的形成是流体具有的结果。

2.流体以一定的质量流量在水平管内做层流流动，雷诺数Re随管径增加而；压降随管子相对粗糙度增加而；

3.正位移泵除往复泵外还包括和等型式。

4.含尘气体通过长为4米，宽为3米，高为1米的降尘室，颗粒的沉降速度为0.03m/s,则降尘室的生产能力为m3/s.

5.间壁式换热器中冷热流体定态传热，如在壳程用饱和蒸汽加热，总传热系数接近于侧的对流传热系数，因此若强化该传热过程，应从侧着手。

6.在多层平壁稳定热传导中，某一层的温度降大，则表示该层热阻大，弱各层壁厚相等则该层的传热系数小。

7.精馏操作中，若提馏段气相流量V增加，而回流量L和进料状态（F,xF,q）均保持不变，则回流比R，塔顶物料浓度xD。

8.气体吸收计算中，传质单元高度是表示的一个参量，而传质单元数是表示的参量。

9.用溶剂S分离A、B液相混合物（A为溶质），二相平衡时萃取相中yA=0.3,yS=0.6;萃余相中xA=0.15,xS=0.05,则分配系数kA为，选择性系数β为。

10.在常压下，常温不饱和湿空气经预热器间接加热后，该空气的下列状态参数有何变化？

湿度H，相对湿度，湿球温度tw，焓I。

二．选择题（20分，每题2分）

1.某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2=d0/2的管子时，若流体为层流，则压降p为原来的（C）。

A.4倍;B.8倍;C.16倍;D.32倍;

2.用一气蚀余量为2m的离心泵输送处于沸腾状态下的塔底液体（p0=pv），若泵前管路的全部流动阻力为1.5m液柱，则此泵的安装位置必须。

A.高于塔底液面3.5没的上方；B.高于塔底液面1.5m的上方；

C.低于塔底液面4m的下方；D.低于塔底液面2m的下方；

3.重力场中，微小颗粒的沉降速度与下列因素（D）无关。

A颗粒几何形状B颗粒几何尺寸；

C流体与颗粒密度D流体的流速

4.在蒸气和空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中的在工程上最为可行。

A.提高蒸气流速;B.提高空气流速;

C.采用过热蒸气以提高蒸气温度;D.在蒸气一侧管壁增加冷凝面积；

5．实际生产中沸腾传热过程应维持在区操作。

A自然对流；B强制对流；

C膜状沸腾；D泡状沸腾；

6.某混合气与溶液接触，已知该物系的平衡方程为ye=1.0x，当溶液中溶质含量为0.04（摩尔分率，下同），气相中溶质含量为0.05，该过程为。

A.吸收B.解吸C.平衡D.无法确定

7.气体吸收过程,当操作压力增加，亨利常数m将,吸收速率将。

A.增加B.减少C.不变D.不能确定

8．下列单元操作不属于传质过程的是。

A．蒸发B.蒸馏C.吸收D.干燥

9.全回流时精馏段操作线的斜率等于。

A0；B1；C∞；D任意值；

10．气流干燥器一般是在瞬间完成的，故气流干燥器最适宜干燥物料中的

__。

A.自由水分；B.平衡水分C.结合水分D.非结合水

三．简答题（20分）

1.什么是离心泵的“气缚”和“汽蚀”现象?

2.蒸汽冷凝时为什么要定期排放不凝性气体？

3.介绍膜分离过程中的浓差极化想象及其影响。

4.简述超临界萃取的原理和优点。

5．全回流与最小回流比的意义是什么？

各有什么用处？

四．计算题（90分）

1.图示输水管路，用离心泵将江水输送至高位槽。

已知吸入管直径703mm，管长lAB=25m，压出管直径603mm，管长lAB=80m（管长均包括局部阻力的当量长度），摩擦系数均为0.025，Z=11m，离心泵的特性方程为

H=30166.67qv2（qv单位m3/min）,试求：

（1）管路流量为多少m3/h？

（2）旱季江面下降2m,与原流量相比，此时流量下降百分之几。

2.用一台40个滤框，滤框尺寸为450mm450mm25mm的板框压滤机在恒压条件下过滤某含CaCO3的悬浮液。

已知过滤常数qe=0.0268m3/m2，K=7.4510-5m3/s，每立方米滤液可形成0.025m3滤饼。

试求

1.滤框充满滤饼时的过滤时间。

2.过滤完后用1/10滤液量的清水洗涤滤饼，求洗涤时间。

2.在某套管换热器中用饱和水蒸汽加热苯液，苯在542mm的钢管内流动。

120ºC的饱和水蒸气在环隙冷凝。

苯的进口温度为30ºC，进口温度为60ºC，流量为4000kg/h。

苯和水蒸汽的对流给热系数分别为500w/m2K和10000w/m2K，忽略管壁热阻、管内外壁的污垢热阻及热损失。

已知操作条件下苯的热容为1.9kJ/kgK，蒸汽的汽化潜热为2204kJ/kg，试求：

1.饱和水蒸汽的消耗量；

2.套管的长度；

解：

5（15分）.在一填料塔中，用含苯0.00015（摩尔分数，下同）的洗油逆流吸收混合气体中的苯。

已知混合气体的流量为1467.8m3/h（标准状态），进塔气中含苯0.05，要求苯的吸收率为90%。

该塔塔径为0.6m，操作条件下的平衡关系为y*=26x，气相总体积传质系数Kya=0.045kmol/（m3·s），实际操作液气比为最小液气比的1.3倍，洗油摩尔质量为170kg/kmol。

试求：

1.吸收剂用量（kg/h）；2.出塔洗油中苯的含量；所需填料层高度；（标准状态：

气体体积22.4kmol/m3,

）

4．（15分）用板式精馏塔在常压下分离苯-甲苯溶液，塔顶设全凝器，塔釜间接加热，苯和甲苯的平均相对挥发度为=2.47.进料为150kmol/h、含苯0.4（摩尔分数，下同）的饱和蒸汽。

要求塔顶馏出液组成为xD=0.97，塔釜残液组成xw=0.02。

所用回流比为最小回流比的1.5倍。

试求：

1.塔顶产品产量D和塔底产品量W；

2.精馏段操作线方程；

3.操作时，全凝器组成为0.97，求由塔顶往下第二块理论板上升的汽相组成。

（4）.（10分）一理想干燥器在总压100kPa下将物料由含水50%（湿基）干燥至含水1%（湿基），湿物料的处理量为20kg/s。

室外空气温度为25ºC，湿度为0.005kg/kg干气，经预热后进入干燥器，废气排出温度为50ºC，相对湿度60%。

试求：

（1）查表废气的湿度H2；

（1）空气用量V；

（2）预热温度（可直接查表）；（3）干燥器热效率。

解：

温度为50ºC，相对湿度60%时，

（2）

（2）理想干燥过程，

（3）

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